Витамины — низкомолекулярные органические соединения различного строения, необходимые для поддержания жизненных функций организма, обладают высокой биологической активностью. Они не синтезируются в организме или синтезируются в недостаточном количестве и пополняются только за счет продуктов питания, в отличие от других незаменимых факторов питания (незаменимых аминокислот и полиненасыщенных жирных кислот), витамины не являются пластическим материалом или источником энергии. Они участвуют в обмене веществ преимущественно как участники механизмов биокатализа и ряда других биохимических и физиологических процессов. Витамины требуются организму в очень небольших количествах - от нескольких микрограммов до нескольких миллиграммов в день.
Водорастворимые витамины (энзим — витамины) — В1, В2, В6, В12, РР, фолацин, пантотеновая кислота и биотин. Их биологическая роль определяется участием в построении различных коферментов (активаторов ферментных систем).
Жирорастворимые витамины (гормон — витамины) А, Е — связаны с участием в контроле функционального состояния мембран клеток и внутриклеточных систем, выполняют сигнальные функции экзогенных прогормонов и гормонов.
В1 (тиамин) — один из важнейших водорастворимых витаминов. При дефиците витамина В 1 происходит нарушение регуляции обмена веществ, особенно углеводного и жирового обмена, возникают перебои в работе сердца, снижается аппетит, тонус кишечника и, как следствие, появляются запоры, тошнота, нарушение сна, раздражительность, быстрая психическая и физическая утомляемость, снижение памяти и внимания, тахикардия, синюшная окраска кожных покровов, «мраморный» вид кожи из-за расширения подколенных вен, холодные конечности, боль в икроножных мышцах, утомляемость при ходьбе, ощущение ползания «мурашек» — вот неполный перечень симптомов при недостатке тиамина. В тяжелых случаях: периферические полинефриты, утрата сухожильных рефлексов, отеки (сердечная недостаточность при влажной бери-бери), парезы, параличи.
В2 (рибофлавин) — раннее проявление начинающегося дефицита витамина В2- хейлоз — трещины в уголках рта, сухость и синюшность губ, сухой ярко-красный язык, сглаженные сосочки слизистой оболочки языка, шелушение кожи лица, светобоязнь, слезоточивость, васкуляризация роговой оболочки, нарушение светового и сумеречного зрения. Возникают кератит, ирит, блефарит, конъюнктивит. В тяжелых случаях: поражение эпителия ротовой полости и половых органов, нервно-мышечные расстройства, мышечная способность, гипертензия, жгучие боли в ногах.
РР (ниацин) — (предупреждающее пеллагру)- группа соединений, включающая никотиновую кислоту и никотинамид, обладающих одинаковой витаминной активностью. Участвует в построении НАД и НАДФ. Ниацин участвует в реакции клеточного дыхания и во всех реакциях межклеточного обмена, оказывает влияние на работу органов пищеварения, нормализует матрицу кишечника, улучшает секрецию и состав сока поджелудочной железы, нормализует функцию печени, участвует в белковом обмене. Недостаток витамина вначале проявляется такими неспецифическими симптомами как вялость, апатия, снижение веса, жжение языка, диарея, абдоминальные и головные боли, головокружение, сердцебиение, онемение конечностей, нервозность, снижение способности к концентрации внимания, рассеянность, бледность и сухость кожи, пониженная сопротивляемость инфекционным заболеваниям. При глубоком дефиците развивается пеллагра — тяжелое заболевание с поражением кожи, желудочно-кишечного тракта, центральной и периферической нервной систем. Развивается синдром трех Д: дерматит, диарея, деменция. Изменяется психика: возникает депрессивное состояние, галлюцинации, спутанность сознания, изменяются показания энцефалограммы.
А (ретинол) — оказывает влияние на развитие молодого организма, состояние эпителиальной ткани, рост и формирование скелета. Определяет состояние и функции биологических мембран, осуществляет связь между белками и липидами. При недостатке витамина А возникает сухость и бледность кожи, гиперкератоз, гнойничковые заболевания (пиодермия, фурункулез). Частые признаки — сухость и тусклость волос, ломкость ногтей, конъюнктивит, блефарит, нарушение сумеречного зрения. В тяжелых случаях: слепота, поражение эпителия дыхательных путей, ларингиты, трахеиты, диспепсические расстройства, нарушение секреции ЖКТ, гастриты, колит, пиелит, цистит, восприимчивость к инфекциям.
Е (α-токоферол) — витамин выполняет роль антиоксиданта, инактивирующего свободные радикалы и тем самым препятствующего процессам перекисного окисления ненасыщенных липидов. Установлена тесная связь токоферолов с функцией и состоянием эндокринной систем, особенно половых желез, гипофиза, надпочечников и щитовидной железы. Витамин Е принимает участие в обмене белка (в синтезе нуклеопротеидов), оказывает нормализующее действие на мышечную систему. Недостаток витамина Е приводит к мышечной гипотонии, слабости, дистрофии, склонности к кровотечениям, привычным выкидышам, ранним формам склеродермии.
Витамин F — это группа жирных кислот, которые имеют несколько двойных связей. Эти кислоты обладают высокой биологической активностью и названы полиненасыщенными жирными кислотами (ПНЖК): линолевая, липолевая, арахидоновая- они являются структурными элементами в образовании высокоактивных комплексов фосфолипидов и липопротеидов. ПНЖК необходимы для образования мембран, миелиновых оболочек, соединительной ткани.
Арахидоновая кислота — предшествует образованию веществ, участвующих в регуляции многих процессов жизнедеятельности: тромбоксанов, простациклинов, простагландинов — веществ высочайшей биологической активности. ПНЖК — участвуют в холестериновом обмене, нормализуют проницаемость капилляров, улучшают эластичность сосудов. При недостатке полиненасыщенных жирных кислот в организме снижается интенсивность роста, ослабляется иммунитет, уменьшается сократительная способность сердца, возникают кожные заболевания.
Минеральные вещества, как и витамины, относятся к незаменимым (эссенциальным), жизненно необходимым компонентам пищи.
Они выполняют в организме важные физиологические функции:
- участвуют в структуре большинства ферментных систем,
- в пластических процессах и построении тканей организма, особенно костной ткани, где фосфор и кальций является основными структурными компонентами;
- в поддержании кислотно-щелочного равновесия в организме;
- в поддержании нормального солевого состава крови и построении структуры форменных ее элементов;
- в нормализации водно-солевого обмена.
Минеральные вещества принято разделять на макро- и микроэлементы — в зависимости от их содержания в организме и пище:
- потребность человека в микроэлементах (медь, йод, селен, хром и др.) чрезвычайно мала и находится в пределах от нескольких десятков микрограммов до 1-2 мг в сутки;
- потребность в макроэлементах (натрий, калий, магний, фосфор и др.) более значительна: от сотен миллиграммов до нескольких граммов;
- промежуточное положение занимает железо и цинк, суточная потребность в которых составляет 10-20 мг.
Учитывая важность поддержания в организме кислотно-щелочного равновесия и безусловное влияние на него кислотных и щелочных веществ пищи, целесообразно разделить минеральные элементы пищевых продуктов на вещества щелочного и кислотного действия.
Кроме того, как самостоятельная группа биомикроэлементов выделены минеральные элементы, встречающиеся в пищевых продуктах в небольших количествах, но проявляющие в организме высокую биологическую активность.
МИГИ-К ЛП содержит практически все, в том числе редкие микроэлементы в хелатной, максимально биодоступной форме.
Кальций — его основная роль — пластическая, он участвует в формировании зубов и костей, составляет 2% от массы тела. При недостатке кальция ухудшается свертываемость крови. Он придает стабильность клеточным мембранам, обеспечивает сократительную функцию мышц, принимает участие во всасывании жиров, обеспечивает механизм действия целого ряда гормонов. Снижение уровня кальция ниже 06-07 ммоль/л ведет к нарушению минерализации структуры костей, утрате мышечного тонуса, при этом повышается возбудимость двигательных нейронов и возникают судороги. На усвоение кальция оказывает отрицательное влияние избыток фосфора и магния. Наилучшее соотношение кальция и фосфора 1:1; кальция и магния 1:0,5.
Калий — обеспечивает вместе с натрием работу «насоса», отвечает за передачу импульсов от нервных волокон к центральной нервной системе. Ионы калия играют важную роль в образовании ацетилхолина, который регулирует уровень влаги в клетках, улучшает обменные процессы, благоприятствует росту новых клеток. Высокое содержание калия повышает диурез и усиливает выведение натрия, что является важным при лечении многих заболеваний. Снижение уровня калия может быть причиной мышечной и сердечной слабости, сонливости, замедления пульса, аритмий, гипотонии.
Магний — электролит, метаболизм которого тесно связан с обменом кальция. Магний входит в состав окислительных ферментов, препятствует развитию аллергических реакций. Он необходим для усвоения организмом других минеральных веществ и витаминов. Недостаток магния ускоряет процесс старения. Он усиливает перистальтику кишечника, обладает желчегонным и антиоксидантным действием. При недостатке магния в стенках артерий откладывается избыточное количество кальция, появляются кальцинаты. Магний известен как антистрессовый микроэлемент с антиспастическим (спазмолитическим) действием. Низкий уровень магния проявляется раздражительностью, склонностью к психическим заболеваниям.
Натрий — отвечает за кислотно-щелочной баланс, нормализует артериальное давление, является транспортом для проникновения питательных веществ в клетку. Участвует в работе «натриево-калиевого насоса», с этим процессом связана доставка в клетку аминокислот, глюкозы и других питательных веществ. Натрий — калиевый градиент играет важную роль в создании электрического потенциала на мембранах нервных клеток и волокон, что обеспечивает проведение по ним нервных импульсов.
Фосфор — поддерживает гомеостаз. Фосфор и сера — эти два элемента в организме человека входят в состав различных макроэнергетических соединений. Фосфору принадлежит ведущая роль в деятельности центральной нервной системы, он участвует в обмене белков, жиров, углеводов. Фосфор входит в структуру ДНК и РНК, которые обеспечивают синтез белка, участвует в регуляции иммунитета и свертываемости крови, стимулируют активность большого количества ферментов. Фосфор с кальцием образуют соли, необходимые для построения костей, участвует в стабилизации рН (показателя водорода крови). При повышенной физической и психоэмоциональной нагрузке потребность в фосфоре увеличивается.
Хлор — один из основных регуляторов осмотического давления в клетке, поддерживающий водный баланс. Он необходим для образования соляной кислоты, которая входит в состав желудочного сока. Хлор выделяется из организма с потом и мочой.
Сера — является необходимым структурным компонентом некоторых аминокислот, она входит в состав инсулина и участвует в его образовании.
Микроэлементы
Эссенциальные микроэлементы выполняют важные функции регуляции активности метаболических (обменных) систем и геномного (наследственного) аппарата клетки. Многие микроэлементы участвуют в биохимических процессах в качестве кофакторов (коферментов) или их составных частей.
Железо — входит в состав гемоглобина, участвует в транспортировке кислорода, его недостаток приводит к нарушению всех жизненно важных функций организма; понижается трудоспособность, при недостатке железа рано седеют волосы, становятся ломкими ногти. Дефицит железа связан с недостатком других микроэлементов: фтора, цинка, меди, марганца и кобальта.
Медь — участвует в биохимических процессах как составная часть электронопереносящих белков, осуществляет реакцию окисления органических субстратов молекулярным кислородом. Входит в состав витаминов, гормонов, ферментов, дыхательных пигментов, участвует в обмене веществ. Влияет на углеводный обмен, обмен жирных кислот и полиненасыщенных жирных кислот.
Цинк — обладает антиоксидантными свойствами. Участвует в метаболизме жирных кислот, увеличивает превращение полиненасыщенных жирных кислот в простагландин. Цинк входит в состав 60 — 70 ферментов, играет большую роль в обмене нуклеиновых кислот. Он стабилизирует клеточные мембраны, участвует в усвоении витамина А. Цинк — антагонист меди.
Фтор — накапливается в организме в тканях зубов. Ионы фтора стимулируют минерализацию твердых тканей зубов, способствуют профилактике кариеса.
Марганец — антиоксидант, оказывает влияние на содержание гемоглобина в эритроцитах. Дефицит приводит к раку кожи.
Селен — антиоксидант, оказывает противомикробное действие, положительно влияет на функцию щитовидной железы, укрепляет иммунную систему. Является профилактическим средством при сердечно-сосудистых и онкологических заболеваниях.
Йод — оказывает противомикробное действие, положительно влияет на функцию щитовидной железы, белковый и липидный обмен, снижает уровень холестерина в крови.
Основной обмен
Под основным обменом (ОО) понимают минимальный уровень энергозатрат, необходимых для поддержания жизнедеятельности организма в условиях относительно полного физического и эмоционального покоя.
В состоянии относительного покоя энергия затрачивается на осуществление функций нервной системы, постоянно идущий синтез веществ, работу ионных насосов, поддержание температуры тела, работу дыхательной мускулатуры гладких мышц, работу сердца и почек.
Энергозатраты организма возрастают при физической и умственной работе, психоэмоциональном напряжении, после приема пищи, при понижении температуры.
Oпределение основного обмена
Для того, чтобы исключить влияние перечисленных факторов на величину энергозатрат, определение ОО проводят в стандартных строго контролируемых условиях:
1. Утром, в положении лежа, при максимальном расслаблении мышц,
2. В состоянии бодрствования, в условиях температурного комфорта (около 22°С),
3. Натощак (через 12- 14 часов после приема пищи).
Полученные в таких условиях величины ОО характеризуют исходный «базальный» уровень энергозатрат организма.
Для взрослого человека среднее значение величины ОО равно 1 ккал/кг/час. Отсюда
для мужчины массой 70 кг величина энергозатрат ОО составляет около 1700 ккал/сутки,
для женщин — около 1500 ккал/сутки.
Закон поверхности тела
Энергетические затраты в расчете на 1 кг массы тела могут колебаться в больших пределах. Интенсивность основного обмена более тесно связана с размерам поверхности тела, что обусловлено прямой зависимостью величины отдачи тепла от площади поверхности тела. Еще в прошлом столетии немецкий физиолог М.Рубнер показал, что у теплокровных организмов, имеющих разные размеры тела, с 1 м2 поверхности тела в окружающую среду рассеивается одинаковое количество тепла.
На этом основании Рубнер сформулировал Закон поверхности тела, согласно которому Энергетические затраты теплокровного организма пропорциональны величине поверхности тела.
